2º BACHILLERATO 8 Nuclear IES SAHAGÚN DE CAMPOS. Departamento de Física y Química PAU 2004-2011 1. (J04) Se tiene un mol de un isótopo radiactivo, cuyo período de semidesintegración es de 100 días. Conteste razonadamente a las siguientes preguntas: a) ¿Al cabo de cuánto tiempo quedará sólo el 10 % del material inicial? (1,5 puntos) b) ¿Qué velocidad de desintegración o actividad tiene la muestra en ese momento? Dar el resultado en unidades del S. I. (1,5 puntos). Dato: Número de Avogadro NA = 6,023·1023 átomos/mol. 2. (S04) Describa las reacciones nucleares de fisión y fusión? (1 punto). Explique el balance de masa y de energía en dichas reacciones (1 punto). 3. (S04) ¿Qué se entiende por fuerzas nucleares? Describa las principales características de las fuerzas nucleares, indicando en todo caso su alcance, dependencia con la carga eléctrica y su carácter atractivo o repulsivo (2 puntos). 4. (S05) La actividad del 14C se puede usar para determinar la edad de algunos restos arqueológicos. Suponga que una muestra contiene 14C y presenta una actividad de 2,8.107 Bq. La vida media del 14C es de 5730 años. a) Determine la población de núcleos de 14C en dicha muestra (1,5 puntos). b)¿Cuál será la actividad de esta muestra después de 1000 años? (1,5 puntos). 5. (S06) Una muestra arqueológica contiene 14C que tiene una actividad de 2,8107 Bq. Si el periodo de semidesintegración del 14C es 5730 años, determine: a. La constante de desintegración del 14C en s-1 y la población de núcleos presentes en la muestra (2 puntos). b. La actividad de la muestra después de 1000 años (1 punto). 6. (J06) Defina las siguientes magnitudes asociadas con los procesos de desintegración radiactiva: actividad (A), constante de desintegración (), periodo de semidesintegración (T) y vida media (). Indique para cada una de ellas la correspondiente unidad en el sistema internacional de unidades (2 puntos). 7. (S07) El isótopo 214U tiene un periodo de semidesintegración de 250 000 años. Si partimos de una muestra de 10 gramos de dicho isótopo, determine: a) La constante de desintegración radiactiva (1,5 puntos). b) La masa que quedará sin desintegrar después de 50 000 años (1,5 puntos). 8. (J08) El isótopo de fósforo 1532P , cuya masa es 31,9739 u, se transforma por emisión beta en cierto isótopo estable de azufre (número atómico Z = 16), de masa 31,9721u. El proceso, cuyo periodo de semidesintegración es 14,28 días, está acompañado por la liberación de cierta cantidad de energía en forma de radiación electromagnética. Con estos datos: a. Escriba la reacción nuclear y el tipo de desintegración beta producido. Calcule la energía y la frecuencia de la radiación emitida (2 puntos). b. Calcule la fracción de átomos de fósforo desintegrados al cabo de 48 horas para una muestra formada inicialmente sólo por átomos de fósforo 3215P (1 punto). 9. (S08) Defina período de semidesintegración y vida media. ¿Cuál de estas dos magnitudes es mayor? Razone la respuesta. (2 puntos). 10. (J09) La masa atómica de un núcleo, ¿es mayor o menor que la suma de las masas de las partículas que lo constituyen? Explique qué relación existe entre la energía de enlace y la mencionada diferencia de masas (2 puntos). 2º BACHILLERATO 8 Nuclear IES SAHAGÚN DE CAMPOS. Departamento de Física y Química PAU 2004-2011 11. (S10) Complete las siguientes ecuaciones nucleares, substituyendo los signos de interrogación por lo que proceda: a) 22888Ra → ??Ac + 0-1? (1 punto) 209 205 ? 84Po → 82Pb + ?? b) Explique brevemente el tipo de emisión que se produce en cada una de las ecuaciones anteriores. (1 punto) 12. (S10) ¿Cómo es posible que el núcleo atómico sea estable teniendo en cuenta que los protones tienden a repelerse entre sí debido a la interacción electrostática? (1 punto). La masa del núcleo del átomo 147N, la masa del protón es mp = 1,0073 u y la masa del neutrón es mn = 1,0087 u. Calcule su energía de enlace. (1 punto)